материал с намагниченностью, а следовательно, и спиновой поляризацией, контролируемой внешним магнитным полем, этот материал может вести себя как проводник или как изолятор в зависимости от направления намагничен­ности и ориентации спинов инжектированных электронов. При одинаковой направленности спинов инжектированных электронов и электронных состоя­ний в материале обеспечивается наивысшая проводимость материала. Про­тивоположная направленность спинов препятствует прохождению электро­нов через материал.

Особенности транспорта носителей заряда, контролируемого спином электронов в наноструктурах, проявляются в двух основных эффектах: ги­гантское магнитосопротивление и туннельное магнитосопротивление. Их подробное описание дано в [3].

1.4. Разновидности нанотехнологий

Разнообразие наноматериалов обусловливает и разнообразие технологий их получения, которые подразделяются на две большие группы: нанотехнологии «сверху-вниз» и нанотехнологии «снизу-вверх» (рис 1.9).

Технологический подход «сверху-вниз» (top-down) сформировался во второй половине XX века, прежде всего, в связи с созданием изделий элек­тронной техники. Он основан на уменьшении размеров исходных заготовок путем их фрагментации в ходе механической или иной обработки. Развитие этого подхода привело к разработке технологий микроминиатюризации, или микротехнологий. Типичным примером реализации технологического под­хода «сверху-вниз» является создание электронных устройств на основе ис­пользования, в первую очередь, таких методов, как химическое осаждение из газовой фазы, молекулярно-лучевая эпитаксия и электронно-лучевая лито­графия, которые позволяют придать полупроводниковой заготовке требуе­мую конфигурацию (рис. 1.9, а). Дальнейшее совершенствование технологи­ческого подхода «сверху-вниз» позволило на рубеже XX-XXI веков перейти от микрообработки к нанообработке, т.е. к созданию изделий с нанометро- выми параметрами.

В это же время, т.е. на рубеже XX-XXI веков сформировался технологи­ческий подход «снизу-вверх» (bottom-up), который заключается в том, что создание изделий происходит путем их сборки непосредственно из отдель­ных атомов или молекул, а также элементарных атомно-молекулярных бло­

ков, структурных фрагментов биологических клеток и т. п. Данный подход иначе называется атомной инженерией.

Технологии «снизу-вверх» получили свое развитие благодаря использо­ванию уникальных возможностей сканирующих зондов манипулировать атомами и молекулами, создавая из них различные пространственные конфи­гурации. Типичным примером реализации таких технологий является по­штучная укладка атомов на кристаллической поверхности при помощи ска­нирующих зондов, позволяющих наносить друг на друга не только отдель­ные атомы, но и слои атомов (рис. 1.9, б).

Следует отметить, что сканирующие зонды обеспечили также сущест­венное продвижение технологий «сверху-вниз», в частности, благодаря им стала возможной нанолокализация химических процессов обработки мате­риалов (нанолокальное окисление поверхности, нанолокальное осаждение вещества из газовой фазы на поверхность).

Рис. 1.9. Нанотехнологические принципы обработки материалов [1]

а - подход «сверху-вниз» (пример подхода - литография в полупроводниковой технике), б - подход «снизу-вверх» (пример подхода - обработка элементов поверхности при по­мощи зонда сканирующего туннельного микроскопа)

Технологический подход «снизу-вверх» можно считать "обратным" по

отношению к технологическому подходу «сверху-вниз». Каждый их этих

подходов имеет свои достоинства и недостатки, что делает привлекательным

поиск компромиссных технологических решений на основе комбинации этих

подходов. Например, при создании изделий электронной техники широко

36